Křídelnice, arzenová kapradina

Některé rostliny jsou schopny růst i v prostředí s vysokým obsahem toxických prvků a mohou je ve svém těle akumulovat. Mimořádně velká množství prvků, zejména kadmia, kobaltu, chromu, mědi, niklu, selenu a olova, akumulují rostliny označované jako hyperakumulátory. V případě arzenu je jako hyperakumulátor tohoto prvku známa pouze jediná rostlina – kapradina křídelnice, Pteris vittata L. (Nature 409, 579, 2001). Tato kapradina, rostoucí např. na odkalištích v Zambii, snese až 1000krát vyšší koncentraci arzenu než jiné rostliny. Je proto předmětem zvýšeného zájmu ekologů, zejména pro možnost jejího použití při biologické rekultivaci ploch kontaminovaných tímto toxickým prvkem (Water Sci. Technol. 61, 3041, 2010).

Záhadou dosud zůstávalo, proč kapradina křídelnice dokáže růst při tak vysokých koncentracích arzenu, při nichž ostatní rostliny okamžitě hynou. Zdá se, že toleranci vůči jedovatému arzenu má na svědomí gen ACR3. Tento gen kóduje protein, který funguje jako transportér arzenu cytoplazmy do buněčných vakuol (Plant Cell 22, 2045, 2010). Již dříve objevený gen PvACR2 kóduje enzym, který redukuje arzeničnan [As(V)] na arzenitan [As(III)]. Takový proces zatím nebyl pozorován u žádného jiného vícebuněčného organismu. Jeho detailní poznání může mít velký význam, protože kapradina křídelnice se jeví jako velmi vhodná rostlina pro dekontaminaci oblastí zamořených arzenem (Bioresource Technology 101, 8024, 2010).

Takových oblastí je na Zemi řada. Arzen se považuje za potenciálně karcinogenní a toxický pro játra, pokožku, ledviny a kardiovaskulární systém a v některých zemích, jako je např. Bangladéš, je odpovědný za vysoké procento potratů, dětskou úmrtnost a až za pětinu všech úmrtí (Int. J. Environ. Res. Public Health 7, 2811, 2010). Levný a spolehlivý způsob dekontaminace oblastí s vysokou zátěží arzenem by přivítalo mnoho zemí včetně ČR.